Шихта для производства агломерата или окатышей Советский патент 1979 года по МПК C22B1/244 

(54) ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА ИЛИ ОКАТЬШШЙ

; . 1: Изобретение относится к подготов ке материалов к доменному процессу, а более конкретно к переделу окомко ванию железосодержащих рудных материалов металлической соли карбоксиметилцеллкгаоэы в качестве связки. Агл жерация рудного материала является широко известным процессом применяемым в рудообрабатывающей промышленности. При агломерации мел дробленный гранулированный исходный материал превращается в частицы боль шего размера. Наиболее близкой .к предлага кжу изобретению пО технической сущности и достигаемому результату является шихта для производства агломерата илк окатышей, включающая мелкодис персный я леэорудиый материал и щелочнометаллическую соль карбоксиме тилцеллюлозы 1. Недостатком известной шихты является невысокая прочность получаемых гранул. Целью изобретения является повыьюние прочности железорудных гранул Для этого предлагаемая шихта дополнительно содержит соль щелочного металла низкомолекулйрной слабой кислоты, имеющей величину рК выше 3 и молекулярный йес меньше 500, при следующем соотношении ингредиентов :. Щелочнометалличёская соль карбоксиметил0,01-1 целлюлозы Соль щелочного металла низкомолекулярной слабой кислоты 0,001-10,0 Железорудный материал Ос таль ное В качестве соли щелочного металла используют соль угольной кислоты. В качестве щелочнометаллической соли кapбoкcимeтилцeл вE лoзы используют натрий карбоксиметилцеллюлозу с6 степенью замещения 0,4-1,0 и степенью полю еризации 300-1700, а в качестве соли щелочного, метгиша слабой низкомолекулярной Кислоты - карбонат натрия.- . . -. - . ; ; :. , . Соли, которые используются совместно с щелочнометаллическ19 и солями карбоксиметилцёллюяозы, получают из слабых неорганических или органических кислот, чья степень кислотности такова, что их.рК выше 3. рК определяется здесь как рК г-eogK, где К есть постоянная диссоциадня соответствующей кислоты при ./ Примерами таких, кислот, молекулярный вес которых меньше 500, кроме угольной, могут служить следую.щие КИСЛОТЫ: уксусная, бензойная, молочная, пропиОновая, вйнная, янтарная, лимонная, азотистая, борная. Соли получают из таких щелочных металлоа, как литий, натрий, а также поташа. Соли могут использоваться по одной или совместно с одной или нес/колькимитакимиже солями. Используе мые соли слабой низкЪмолекулярноЙ кислоты предпочтительно являются СОЛЯМИ, полученными от щелочного метал ла и лймЬн{ ой илиугольной кислоты, например карбоната или бикарбоната поташа и и атрия.. Обычйохбрйшиё-результаты получаются при использовании карбоната натрия. Карбонатнатрия может быть использован в виде ангидрида. : . .- . Щелочнометаллическиё соли карбрксиметилцеллюлозы,а более конкретно натриевая карбоксиметилцеллюлоза, обычно приготовляются из щелочной целлюлозы и соответствуккцей щелочнометаллической соли монохлоруксусной кислоты. Применяются различные типы натриевой карбОксимётилцёллюлоз Они обычно характеризуются такими: качествами, как СтёНёнь замёщенй) т.е. среднее число карбоксиметилэфирннх групп не повторяющуюся единицу цепи молекулы целлюлозы и сред няя степень поляризации, которая мо жет быть определена способом Curren cacfoxeri, в принципе, могут быть ис пользованы всё типы щелочйсй карбок симётилцеллюлозы.Установлено,однако что наиболее благоприятный результат достигается, если степень замещ ния составляет 0,4-1,0, а средняя степень полимеризации - 300-1700. Количество щелочнометаллической соли карбокс лиётилцеллюлозы и приме няемых с ней солей зависит от применяемого способа окомкования, от ос6бвн1остей рудного материала, под вергаемого агломерации, и от заданных рвойств получаемого агломерата. Добавление .сйязки может быть осу ществлено обычным способом. составные части Связки могут быть смешаны в твердом виде с рудньм материалом или могут быть растворены в воде. Они могут быть добавлены последовательно яли одноарёмёйнд к рудному материалу до операции окаты вания /или йб время нее. Установлено что рсобенне благоприятные результа ты яостигаютсй,.бс Ли используются предварительнс приготовленная смесь содержаадая, иёяочнометалличёскую срл карбоксиметиЛШллШоэы, и одна или более других В1ЬШ1вуказанных солей. Иелочномёталййчёские соли карбок сйметИлцёйлюлбзы и карбонат натрия в смеси могут содержать и другие ,. вещества, например образуиаиеся в качестве побочных продуктов при по4лучении щелочной карбоксиметилцеллюлозы, такие, как хлористый натрий и глюконат натрия. Хотя согласно и-зобретению, может быть использована щелочная карбоксиметилцеллюлоза,-J полученная от любого из щелочных металлов, предпочтительно, чтобы использовалась натриевая карбоксиметилцеллюлоза, . Композиция связки может быть использована совместно с другими известНЕ 1ми связками,например с бентонитом. Благопр иятные свойства во влажцом сосГЬяний могут быть, получены путем соединения композицииувязки с .очень недорогими сортами бентонита,, до сих пор считающимися непрйгоднымй.. /. ,.- Связукяаее пригоднр для тов желеэйсодержащИх руд и концентратов , таких, как мегнетитовые и гематитовые концентраты, природные уды и; пиритные огарки, а и для неферритньк рудных материалов, таких, как руды или руднвле концентраты цинка, свинца, олова, никеля и хрома. Связукяйёе пригодно для окисленных материалов, для силикатов и кварцев, а также для сульфидных Материалов. Качество рудных Ькатьвией обычно определяется такими критериями, как число падений, п рочирсть на сжатие влажного и прочность на сжатие сухого. Кроме того, качество окатыша определяется его еопрот1шляемостьх действию на его поверхность конденсированного пара. . Другим важным показателем являефся сбпгютивлйёмость окатыша реэкс {у пойьему температуры. Число падений показывает, сколько раз в 1ажный Окатьпа может сохр наться нёповрёжденньм и без какихлИбо ,тре{ё1йи при сб расьюании его с вьсоты 45 См на твёряУю гладкую поверкность. Прочность на сжатие влажного материала представляет собой максимальную нагрузку; которую может задержать влажный окатыш. Она определяется нагружедием окатыша для его разрушения с помсжаью плунжера, переминающегося с постоянной скоростью 0,8 мм/сек. Время Конденсации пара представляет собой количество секунд, в течение котрЕ влажный окатыш, на котором конденсируется пар в , может выдержать постоянную нагрузку 190 г. Влажные окатыши помещаю,т в газовой трубопровод с потоком горячего воздуха определенной температуры. Через 5 мин определяется процент окатышей, разрушенных в результате внезапного образования пара внутри окатыша. Это испытание производится в несколько этапов, в каждом из которых температура повышается на по сравнению с предыдущим. Влажные окатыши высушиваются в течение 12 чар при , Затем опр деляется прочность сухого материал тем же способом, что и влажного, за исключением того что скорость перемещения плунжера 0,1 мм/сек. Пример 1.8кг руды с вла ностью 7,5% смешивается с твердой связкой. Эта сМесь окатнвается в б рабане, дианетр которого 100 см, в щакмцемся со скоростью 25 об/мин, а ось его наклонена на 60 горизонта ли. Окатывание осуществляется следующим образом. Малые количества рудной смеси загружаются вручную во вращакяаийся барабан через равные интервалы и вспрыскиваются водой, так что обра зуются комки. Через 5 мин &ти комк извлекаются и просеиваются до круп ти +3 - 4 мм. 50 г этих комков снова прокручи ваются во вращающемся барабане в т чемяе 4 мин. Затем окатыши получают возможность расти в течение 13 мин путем регулярного спрьгскивания их водой; руда при этом непрерывно подается вручную в барабан. Затем полученны окатыаи извлекаются и просеиваются до крупности +8, - 3 мм. 1000 г оставшихся после просеивания окатьпией вновь загружаются во вращающийся барабан .8 течение 7 мин окатьвии вырастают до + 12 мм путем попеременнрй по дачи РУДЫ и воды. Затем окатьади извлекаются я просеиваются до круп ности +12, - 13 F«. 200 г полученных окатьваёй внсжь прокручиваются во вращамщемся барабане в течение 10 мин. Во время окатывания , вырос шие комки и окатыши приобретают блестящий увлажненный вид. Для обработки применяются деминерализованн я вода. Испытыва1ртся окатыаи 12-13 мм. Обрабатываемая руда представляет собой магнетитовый концентрат следукядего состава,%5 71,4 -Ре Зб 2FezO; 0,45 -SiO;,; 0,20 - 0,05 - CaOj 0,15 - MgO; 0,62 - P 0, 0,06 - 0,13 - . Руда tweeTB6oi ne Mo 1910 cMVt. Весовой процент частиц меныне 0,04 ми составляет 72,1. Вьваеоткгаяньм способом приготовлено четьфе овраЗца, (tMexieHX в качестве связки: 1)- 0,08% натриевой карбоксиметилцеллюлоэы 0,03% карбоната натряя (предварительно перемешанных); 2)0,08% натриевой карбоксюлетилцеллюлозы;3)0,4)3% Карбоната натрия; 4)без связки. Карбоксиметилцеллюлозат натрия, используекяьгй в образцах 1 и 2 имеет степень замещения около 0,85 и степень полимеризации около 1300. Свойства полученных окатыцкй, представлены в табл.1. В скобках указаны 95%-Hbie точные интервалы, верхние и нижние пределы (которые также w даны в табл. 2 и 3). П р и м е р 2. Указанным в примере 1 способомубыли приготовлены три образца использующих связки: 5)0,04 карбоксиметилцеллкшозата натрия + 0,015% карбоната натрия; 6)0,04% карбоксиметилцеллюлозата натрия; 7)0,015% карбоната натрия. Свойства полученных окатышей, приготовленных без связки, приведены в табл. 2, Пример 3. В 3iTOM примере показано влияние раз л нчньв содержаний карбоната натрия ( на свойства ок атышей, полученных согла,сно изобретению. Окатьпии нэготрвленй также описано в примере 1. во всех случаях добавлялся Карбоксиметилцелпяшозат нйтрия (NaCMC). Для сравнения бгыла подготовлена серия образцов {3P-3S), не содержащих карбоксиметилцеллюлозата натрия. Результаты сведены в табд.3. Одновременное присутетииеКарбоксиметилцеллкшЬзата натрия и карбоната натрия создаёт дополнительное влияние на величину числа падений, время конденсадйи пара и прочность на сжатие в сухом ссютоявии. П р и м е р 4. Этот пример показьгвает влияние сормвстного использования карбоксиметилцеллкшозата натрия и карбоната: натрия на влажные Ькатьшш из железной руды в случае внезапного пшыщёния температуры. Окатыши были приготовлены так же, как в примере 1, В качестве связки бьшо использовано 0,04% карбсксиметилцеллюлозата натрия «0,015% карбоната натрия (образец 8). Образцы 9 и 10 (табл.4) являются контрольными и„содержат 0,04 карбоксиметилцеллюлозата натрия и карбоната натрия.Карбоксиметилцеллюлозат натрия и карбонат натрия, если они применены порознь, образуют окатыши, сопротивление крторьос внезапному подъему температур зяачитёльно ниже этого сопротиэгайнйя у окатьппёй, согласно изобретению. П р и М е р 5. Способом)описанным примере 1, в котором, однако, окатыыи П1юиэводятся не в барабане,а в аэродинамической трубе, окатыши изготовлялись из магнетитового концентрата. . В качестве связки применялись карбоксиметилцеллюлозата Натрия и нитрат натрия. Прочность на сжатие в сухом л влажном состоянии показана табл. 5.

Сочетание карбоксиметилцеллюлозаta натрия и цитрата натрия приводит к эйачйтельно большей величине прочности на сжатие во влажном и сухом состоянии, чем когда эти два компонента связки применяются порознь.

Пример 6. Этот пример покаэьюает влияние карбоната поташа,исползуемого совместно с карбоксиметилцеллнхпозатом натрия, Число дений22,1(20,6-23,7) Проч ность на сжатие , . : :во влажном тс{зс:тоя нйи, . . . кг. .1,76(1,68-1,84) Ьремйкон-. . - . денсации пара, сек 18.,7 (18,1-19,3) Прочность / ,- :- -. в сухом -- ;.,; - . , , СбСТО51НИИ, .. ,; кг7,l4(6,54-7j74)

Число6,5(4,8-6,3)

падений

Прочность

на ежатие , .-, . . - во влаж- . , - -;-нетсое- 1 - . - . 1оянии,кг 1,67(1,54-i,8 0)

Время конденсации, сек14 0 (11,9-16,1)

Прочность

в сухом

состоянии

кг2,68(2,20-2,96) 0,08 0,000 10,1(9,6-10,7) 0,08 0,006 13,0(12,1-13,8)

Способом, описанным в примере 1, были изготовлены два образца окатышей ив руды cBBeineNo 1600 .

Применялись СВЯЗКИ:

16)0,08% карбоксиметилцеллкшозата натрия + 0,03% kap6oHaTa поташа

17)контрольный образец 0,08% NaCMC

В табл. 6 представлены свойства полученных окатышей.

Т а б л и ц а 1

3,6(3,1-4,1)3,2(2,8-3,6)

1,49(1,40-1,58) 1,15(1,03-1,27)

7,1(6,3-8,0)8,7(7,5-10,0)

1,34(1,22-1,46) 1,60(1,36-1,74)

Т а б л и ц а 3 10,1(9,6-10,7) 3,2(2,9-3,6) 2,7(2,4-3,0) .. -.. 1,50(1,44-1,56) 1,:г6(1,10-1,30) 1,12(1,05-1,19) .. . - , 11,4(10,6-11,2) 6,7(5,6-7,9) ; 5,7(4,9-6,6) - . . /. ;.. ; ..,. . . / . -. ... . . . 4,2(3,8-4,5)2,05(1,84-2,26) 0,90(0,79-1,01). , / .: . 11,4(10,6-12,2) 4,18(3,85-4,52) 16,9(15,6-18,2) 4,53(4,12-4,94)

Формула изобретения

1 Чихта ппя производства агломерата или окатышей,включающая мелкодисперсный железорудный материал и аделочнометаллическую соль карбоксиМетилцеллюлозы, отличающаяс я тем, 4to, с целью повьшеяия прочности железорудных гранул, она дополяигельнр содержит соль щелочного металла низк олекулярной славой кислоты с рК более 3 и молекулярньм весе ниже 500 при следующем соотношений ингредиентов, вес.%: 11 66 Щелрчнрметаллическая ... .соль карбоксиметилцеллюлозы 0,01-1 Соль (делочного металла низкомолекулярной слабой кислоты 0,001-10,0 Железнорудный.ма1териал Остальное 2. Шихта по п. 1/ о т л и ч а юW а я с я : тем, что в каЧеств(е соли щелочного металла слабой низкомблекулярнрйкйслоть используют соль угольной кислоты. 02112 3. Шихта по п.1,отличающ а я с я тем, что, в качестве щелочноМеталлической соли карбоксиметилцеллюлозы испо::ьзуют Натрий карбоксиметилцеллюлозу со степенью эамещения 0,4-1,0 и степенью полимеризации 300-1700, а в качестве соли щелочного, металла слабой низкомолекулярной кислоты-карбонат натрия. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 10 1. Акцептованная заявка Нидерландов 6710530, кл. С 21 В, 1967.